Условия возникновения электрического тока
Чтобы заниматься радиоэлектроникой нужно знать, что такое электрический ток, его свойства и законы.
Вот и начнем со знакомства о том, из чего состоит и как получается электрический ток.
Еще в древности люди заметили, что если потереть янтарь о шерсть или кожу, они начинают притягивать легкие предметы.
Это свойство также проявляется у окаменевшей смолы (янтаря), серы, стекла. Поскольку на греческом языке "янтарь" - "электрон", то отсюда и пошло название "электричество".
Электризацию предметов начали изучать только с семнадцатого века.
Тогда ученые и решили электрический заряд, возникающий на стеклянной палочке назвать положительным, а на эбонитовой палочке - отрицательным.
Все окружающие нас вещества и предметы состоят из очень малых частиц - атомов. Каждый атом состоит из положительного ядра, вокруг которого вращаются частицы с отрицательным зарядом - электроны.
В обычном состоянии количество отрицательных электронов равно числу положительных частиц ядра, а в целом атом электрически нейтрален.
С помощью нагрева, трения и т.д. с внешней орбиты атома можно отнять один или несколько электронов и тогда положительных частиц в атоме будет больше и он становится положительно заряженным или положительным ионом.
Но атом может не только отдавать электроны, но и присоединять их к себе, становясь отрицательным ионом.
Например, когда трем стеклянную палочку о шерсть палочка заряжается положительно, а шерсть - отрицательно т.е. электроны переходят с палочки на шерсть.
А при трении эбонитовой палочки они будут переходить с шерсти на палочку. И все это присоединение или отдача электронов от атомов называется ионизацией.
Масса одного электрона несоизмерима мала по сравнению с его электрическим зарядом, но сам заряд тоже очень мал.
Только огромное количество электронов может создать существенный эффект.
Было введено понятие количества электричества, единицей которого назвали кулон. Он равен: 1 кулон = 6 300 000 000 000 000 000 электронов.
Каждое заряженное тело образует вокруг себя электрическое поле и эти поля взаимодействуют между собой.
Как показали опыты, тела, наэлектризованные разноименными зарядами, притягиваются, одноименными - отталкиваются.
Так-же поля характеризуются направлением и напряженностью.
Поле, направленное от положительного заряда к отрицательному, приняли считать положительным. Для наглядности электрическое поле изображается силовыми линиями,
которые выходят из положительно заряженного тела и входят в отрицательно заряженное.
Постоянный электрический ток
Вещества по свойствам проводить электрический ток можно разделить на следующие категории - проводники и изоляторы.
Проводники - это вещества, в которых имеется большое количество свободных электронов или отрицательных ионов.
К ним относятся все металлы, растворы щелочи, солей, кислот и пр.
Изоляторы - вещества, у которых нет свободных носителей зарядов. Это воздух, стекло, фарфор, гетинакс и пр.
В обычном состоянии в проводниках, к примеру , металлах, электроны двигаются хаотично. Но когда на концы проводника подать напряжение, создается электрический ток.
Почему так происходит?
Для этого, к примеру, возьмем обычную батарейку. На отрицательном полюсе батарейки будет избыток электронов, а на положительном - недостаток.
Значит, между ее полюсами образуется электрическое поле. Если клеммы батарейки закоротить проводником, то электрическое поле будет распространяться по проводнику создавая электрический ток.
Поле действует на все электроны проводника с огромной скоростью 300 000 километров в секунду, как скорость света и
заставляет двигаться их в одном направлении.
Направленное движение свободных носителей зарядов называется электрическим током.
На положительные ионы металла поле тоже действует, но они крепко связаны с веществом и остаются неподвижными.
Из этого делаем вывод, что источники электрического тока ( в нашем примере - батарейка ) электронов не производят,
а только создают поле, которое двигает их в проводнике, создавая из них электрический ток.
Источниками электрического тока являются аккумуляторы, батареи, генераторы и т.д. Каждый источник тока при замыкании цепи создает в проводниках электрическое поле,
которое с определенной силой действует на свободные носители зарядов. Поэтому говорят, что каждый источник тока имеет электродвижущую силу (ЭДС).
В 19 веке, когда еще не знали, что носителями электрического тока в металлах являются электроны, а не положительные заряды и приняли направления тока от плюса к минусу.
Это правило, по традиции, сохранилось до сих пор. В действительности электрическое поле направлено от плюса к минусу, а ток направлен в противоположную сторону
| Cледующая >> |